JP2005156597A

JP2005156597A - 自動焦点調節装置及び方法及びプログラム及び記憶媒体

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Publication number: JP2005156597A
Application number: JP2003390745A
Authority: JP
Inventors: Hajime Fukui; 一福井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】画像信号に基づいて合焦制御を行う自動焦点調節装置において、大ボケ状態にもかかわらず合焦と誤判定してしまうことを防止する。
【解決手段】撮影レンズ１により結像された光学像から画像信号を生成する撮像素子３と、画像信号から抽出された高域成分に基づいて、合焦状態を評価する評価値を生成する評価値生成部と、画像信号から輝度差を検出する輝度差検出部と、評価値を輝度差で除算することにより正規化された第１の正規化評価値を算出する第１の演算部１５と、第１の正規化評価値を輝度差に応じて補正することにより第２の正規化評価値を算出する第２の演算部１５と、第２の正規化評価値に基づいて、撮影レンズの焦点制御を行なう制御部１５とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は画像信号の高周波成分を用いて焦点調節を行なう技術に関するものである。

従来、画像信号の高周波成分を用いて合焦動作を行うオートフォーカス装置にあっては、画像信号より領域を指定して画像を取り出し、バンドパスなどのフィルタリング処理を行い、その信号の高周波成分を取り出し、この信号（以降ＡＦ評価値と称す）が最大となるところを合焦位置としてオートフォーカス（ＡＦ）動作を行っている。

この方式は合焦検出用の専用のセンサや光学系を必要としないのでコストやスペース上有利な方式であり、なおかつ撮像用のセンサーを用いて合焦検出動作を行うことから、合焦精度も高く、ビデオカメラなどでは広く用いられている。

このＡＦ評価値の一般的な特性に関して図１２および図１３を用いて説明する。

図１２および図１３はＡＦ評価値およびＡＦ領域内の輝度差を示すグラフであり、図１２は反射率が９０：２の高コントラストのエッジチャートを用いた場合であり、図１３は反射率が９０：８０の低コントラストのエッジチャートを用いた場合のグラフである。

各々の図において横軸はディフォーカス量、左縦軸は評価値、右横軸はＡＦ領域内輝度差の最大値であり、（Ａ）はＡＦ評価値、（Ｂ）はＡＦ領域内の最大輝度差を表す。

ＡＦ評価値（Ａ）は横軸のディフォーカス量が０すなわち最もピントが合った状態で最大値を示す。

一方ＡＦ領域内の輝度差（Ｂ）はディフォーカス量が大きい領域ではチャートの高輝度部分と低輝度部分が交じり合うので輝度差が小さくなり、ディフォーカス量が小さくなるにつれて像がシャープになっていくるので輝度差が大きくなり、最もピントが合った状態で最大値を示す。

これらのグラフに示す様にＡＦ評価値は被写体のコントラストによって異なるので、ＡＦ評価値の絶対値のみを用いて合焦近傍にあるか判断することができない。

しかしながら、これらの図のＡＦ評価値（Ａ）と輝度差（Ｂ）の相関関係に着目し、ＡＦ評価値（Ａ）を輝度差（Ｂ）で割ることにより被写体のコントラストによらず略一定の評価値が得られることが特開平６−２６８８９６号公報（特許文献１）に開示されている。

図１４および図１５は図１２および図１３のＡＦ評価値（Ａ）を輝度差（Ｂ）で割った正規化ＡＦ評価値を示している。これらの図に示す様にＡＦ評価値を輝度差で割ることにより合焦近傍では、被写体のコントラストによらず略一定のＡＦ評価値を得ることができる。
特開平６−２６８８９６号公報

上記の従来の方式は、基本的にビデオカメラを前提としており、使用する撮像素子のサイズが小さい（対角方向サイズが数ｍｍ程度）ために、レンズのテレ端での最大デフォーカス量（レンズが無限遠の位置にあって、最至近の被写体を見た場合のディフォーカス量）はせいぜい１ｍｍ程度であり、大ボケ状態でのＡＦ動作に特に問題は生じなかった。しかし、昨今の大きな撮像素子（対角方向サイズが２０ｍｍ以上）を用いたデジタルカメラに適用した場合、最大ディフォーカス量が桁外れに大きくなりなり、ディフォーカスの大きな領域（図１４及び図１５の左の領域）では高コントラストな被写体でも輝度差が非常に小さくなってしまい、結果的にＡＦ評価値を輝度差で割った正規化ＡＦ評価値が大きくなり、大ボケ状態にもかかわらず誤って合焦と判定してしまう問題が生じる。

具体的な数値で説明すると、ビデオカメラ用の撮像センサーとして一般的に使われている１／４インチ型の撮像素子では、対角方向がわずか４．５ミリ程度であるために、たとえば１３５サイズの銀塩カメラ（対角サイズ４３ｍｍ）で３００ｍｍ望遠レンズに相当するビデオカメラ用のレンズの焦点距離は、わずか３２ｍｍ程度である。

このＣＣＤを用いて被写体の距離を２ｍとした場合の無限位置からのディフォーカス量を求めると
ディフォーカス量＝レンズ焦点距離×被写体距離／（被写体距離−レンズ焦点距離）−レンズ焦点距離＝０．５２ｍｍ
であり、図１４及び図１５に示す正規化評価値は大ボケ状態でも単調減少する領域であるので、誤って合焦判定してしまうことは生じない。

一方、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラで多く用いられているいわゆるＡＰＳ−Ｃサイズと呼ばれている撮像素子の場合は、センサーの縦方向サイズが１５ｍｍ、横方向サイズが２３ｍｍ、対角サイズが２７ｍｍある。したがって１３５サイズ（対角線４３ｍｍ）に対する画面サイズ比は２７／４２＝０．６４であるので、１３５サイズの３００ｍｍの望遠レンズは３００ｍｍ×０．６４＝１９２ｍｍに相当する。

そこで、撮像レンズの焦点距離２００ｍｍ、被写体の距離を２ｍとした場合の無限位置からのディフォーカス量を計算してみると、
ディフォーカス量＝レンズ焦点距離×被写体距離／（被写体距離−レンズ焦点距離）−レンズ焦点距離＝２２．２ｍｍ
となる。

図１４及び図１５に示す正規化評価値のグラフからディフォーカス量２２ｍｍ時の正規化評価値を見ると、大ボケ状態にもかかわらず増大しており、大ボケ状態にもかかわらず、誤って合焦判定してしまう問題が生じてしまう。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像信号に基づいて合焦制御を行う自動焦点調節装置において、大ボケ状態にもかかわらず合焦と誤判定してしまうことを防止することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる自動焦点調節装置は、撮影レンズにより結像された光学像から画像信号を生成する撮像手段と、前記画像信号から抽出された高域成分に基づいて、合焦状態を評価する評価値を生成する評価値生成手段と、前記画像信号から輝度差を検出する輝度差検出手段と、前記評価値を前記輝度差で除算することにより正規化された第１の正規化評価値を算出する第１の演算手段と、前記第１の正規化評価値を前記輝度差に応じて補正することにより第２の正規化評価値を算出する第２の演算手段と、前記第２の正規化評価値に基づいて、前記撮影レンズの焦点制御を行なう制御手段と、を具備することを特徴とする。

また、この発明に係わる自動焦点調節装置において、前記第２の演算手段は、前記第１の正規化評価値に、前記輝度差に応じた重み付け係数を乗算することにより、前記第２の正規化評価値を算出することを特徴とする。

また、この発明に係わる自動焦点調節装置において、前記重み付け係数は、前記輝度差が小さくなるにつれて小さくなることを特徴とする。

また、この発明に係わる自動焦点調節装置において、前記輝度差と前記重み付け係数の関係は、テーブルとして予め記憶手段に記憶されていることを特徴とする。

また、本発明に係わる自動焦点調節方法は、撮影レンズにより結像された光学像から画像信号を生成する撮像工程と、前記画像信号から抽出された高域成分に基づいて、合焦状態を評価する評価値を生成する評価値生成工程と、前記画像信号から輝度差を検出する輝度差検出工程と、前記評価値を前記輝度差で除算することにより正規化された第１の正規化評価値を算出する第１の演算工程と、前記第１の正規化評価値を前記輝度差に応じて補正することにより第２の正規化評価値を算出する第２の演算工程と、前記第２の正規化評価値に基づいて、前記撮影レンズの焦点調節を行なう焦点調節工程と、を具備することを特徴とする。

また、この発明に係わる自動焦点調節方法において、前記第２の演算工程では、前記第１の正規化評価値に、前記輝度差に応じた重み付け係数を乗算することにより、前記第２の正規化評価値を算出することを特徴とする。

また、この発明に係わる自動焦点調節方法において、前記重み付け係数を、前記輝度差が小さくなるにつれて小さくすることを特徴とする。

また、この発明に係わる自動焦点調節方法において、前記輝度差と前記重み付け係数の関係を、テーブルとして予め記憶しておくことを特徴とする。

また、本発明に係わるプログラムは、上記の自動焦点調節方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、本発明に係わる記憶媒体は、上記のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶したことを特徴とする。

以上のように構成される本発明によれば、画像信号に基づいて合焦制御を行う自動焦点調節装置において、大ボケ状態にもかかわらず合焦と誤判定してしまうことを防止することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明を電子カメラに適用したカメラシステムの全体構成を示すブロック図である。

図１において、１は撮影レンズ、２は光量を調節する絞り、３は撮像素子であるＣＣＤ、４はＣＣＤの画像信号を増幅するアンプ、５は撮像素子３の出力画像信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ、６はデジタル化された画像信号から、領域を指定してＡＦ評価値を演算したり、各画素情報から色合成を行い、ガンマ処理などを行った後に圧縮画像を作成する画像信号処理回路、７は画像信号処理回路の出力を、ＬＣＤモニタ（液晶表示装置）８に表示するためのＬＣＤ駆動回路、８はモニタ用のＬＣＤである。

９は撮影レンズ１を光軸方向に駆動し、フォーカシングするためのフォーカシングモータ、１０はフォーカシングモータ９を駆動するための駆動回路、１１は絞り２を駆動するための絞り駆動モータ、１２は絞り駆動モータ１１を駆動するための駆動回路である。なお、本実施形態ではフォーカシングモータおよび絞り駆動モータはステッピングモータで構成されているので、初期位置出しを行えば、フォーカシングレンズの位置または絞りの位置は絶対位置として管理できる。

１３は撮像素子であるＣＣＤ３を駆動するためのＣＣＤ駆動回路であり、１４は撮像した画像を保存するためのメモリである。１５はＡＦ（オートフォーカス）動作および全体の動作を制御するマイコンである。１６はレンズ位置検知ＳＷ（スイッチ）、１７は至近端パターン、１８は無限端パターンであり、レンズの位置決めとともに焦点調節可能範囲外への移動を抑制する。

次に、図２は画像信号処理回路６の中のＡＦ評価値信号の生成部を示すブロック図である。

図２において、６１はゲート回路、６２は全画像信号の中からＡＦ領域として設定された領域の画像信号を取り出すためのタイミングジェネレータ、６３は公知のデジタルローパスフィルタ、６４は公知のハイパスフィルタで、シフトレジスタによるディレイ回路６５と減算回路６６とから構成される。６７は公知の絶対値回路、６８は画像信号１ライン中の中から生成されたＡＦ評価値の最大値ホールド回路、６９は画像信号１ライン中の最大輝度ホールド回路、７０は画像信号１ライン中の最小輝度ホールド回路、７１は画像信号の中のＡＦ演算エリアの各ラインのＡＦ評価値の最大値、最大輝度、最小輝度を保存するＡＦメモリであり、保存された情報をマイコン１５に出力する。

次に図３および図４を用いて撮像素子３のＡＦ領域を説明する。

図３において、２０は撮像素子３の全撮像領域で、２１はＡＦ領域を示す。この領域は大きさ、位置を限定する必要はないが、あまり広くすると小さい被写体の場合、背景に引かれやすくなるので、本実施形態では全画面の中心の、上下左右ともに全画面サイズのそれぞれ１／４程度の領域をＡＦ領域にしている。図４は図３のＡＦ領域２１を拡大して示したものであり、所定の画素サイズで２次元に構成されており、本例では横方向１ライン毎にＡＦ処理を行っている。

この撮像素子の出力は、センサーの一番上のラインの左側の画素から順にアンプ４で増幅されてＡ／Ｄコンバータ５でデジタル信号に変換された後に、画像信号処理回路６の中のＡ／Ｄ入力端子からゲート回路６１に入力される。この際タイミングジェネレータ６２は画面のＡＦ領域を指定して、必要な領域になるとゲート回路６１を開き後方のローパスフィルター６３に画像信号を伝達する。

そして１ラインのＡＦ領域の取り込みが終わると、再びゲート回路６１を閉じて、ＡＦ評価値最大値ホールド回路６８、最大輝度ホールド回路６９、最小輝度ホールド回路７０にホールドされた各データをＡＦメモリ７１に転送させる。従ってＡＦメモリ７１にはＡＦ領域の各ラインのＡＦ評価値最大値、最大輝度、最小輝度が保存される。

次に、図５及び図６はマイコン１５にプログラムされたＡＦ制御動作のフローチャートである。

不図示のＡＦ開始ボタンをオンすると、ＡＦの初期化処理として、各メモリデータを初期化する（Ｓ１０１）。至近端ＳＷ１７および無限端ＳＷ１８を読み込み、レンズが至近端に突き当たっていたらＳ１０３に分岐し、無限端に突き当たっていたらＳ１０４に分岐し、突き当たり状態でなければＳ１０７に分岐する（Ｓ１０２）。

至近端に突き当たった場合は、フォーカシングモータ駆動中の場合はフォーカシングモータの駆動を停止し、モータの駆動方向を無限遠方向に変更するとともに、駆動方向反転回数のカウンターである反転カウントを１増加する（Ｓ１０３）。

無限端に突き当たった場合は、フォーカシングモータ駆動中の場合はフォーカシングモータの駆動を停止し、モータの駆動方向を至近方向に変更するとともに、駆動方向反転回数のカウンターである反転カウントを１増加する（Ｓ１０４）。

無限端に突き当たった場合で、反転回数が２回以上の場合は、ＡＦ動作を終了させるためにＳ１０６に進み、２回未満の場合はＳ１０７に進む（Ｓ１０５）。反転回数が２回以上の場合、すなわち至近方向から無限方向に全域サーチしても合焦できない場合は、モニター用ＬＣＤ８に合焦不能表示を出してＡＦ動作を終了する（Ｓ１０６）。

一方ＡＦ動作を続行する場合は、画像信号処理回路６のＡＦメモリ７１からＡＦ領域全ラインのＡＦ評価値最大値、最大輝度、最小輝度を読み込む（Ｓ１０７）。次に各ライン毎にＡＦ評価値最大値を最大輝度と最小輝度の差で割りＡＦ正規化処理を行う。さらに図７に示す重み付けテーブルを用いて、最大輝度値と最小輝度値の差に応じた重み付け係数を読み出し、ＡＦ評価値に乗じて得られた解を正規化評価値とする。そして、演算された各ラインの正規化評価値を加算し、ＡＦエリアの画素ライン数で割ったものを今回の正規化評価値とする。この重み付け処理を行った場合の効果は後述する。（Ｓ１０８）。なお、図７に示す重み付けテーブルはマイコン１５に設けられたメモリ等に予め記憶しておく。

次に、ＡＦ評価値の正規化処理が終わると、ＡＦ処理回数カウンタであるＡＦカウントを１増加させる（Ｓ１０９）。

ＡＦカウントが２回未満の場合すなわちＡＦ処理をまだ１回しかしていない場合は、ＡＦ評価値の比較ができないのでＳ１２０に分岐し、２回以上の場合はＳ１１１に分岐する（Ｓ１１０）。

今回の正規化評価値と前回の正規化評価値を比較し、前回の正規化評価値のほうが大きい場合はＳ１２２に分岐し、そうでない場合はＳ１１２に分岐する（Ｓ１１１）。

Ｓ１１２では、今回の正規化評価値とＭＡＸ評価値を比較し、今回のＡＦ評価値のほうが大きい場合はＳ１１３に分岐し、そうでない場合はＳ１１４に分岐する。

Ｓ１１３では、今回の正規化評価値をＭＡＸ評価値として保存し、そのときのレンズ位置をＭＡＸレンズ位置として保存する。なお、前述した様に本実施形態ではフォーカシングモータをステッピングモータで構成したので、電源投入時に無限端ＳＷ１８に突き当たるまで駆動して初期位置決めをすれば、以降レンズの絶対位置はステッピングモータの駆動ステップ数として表せるので、この駆動ステップをフォーカシングレンズの位置として記憶する。

評価値増加カウントが所定値ｎＭＡＸ未満であればＳ１１５に分岐し、ｎＭＡＸ以上であればＳ１１６に分岐する（Ｓ１１４）。評価値増加カウントを１増加する（Ｓ１１５）。

評価値減少カウントが０より大きければＳ１１７に分岐し、０以下であればＳ１１８に分岐する（Ｓ１１６）。評価値減少カウントを１減少する（Ｓ１１７）。

Ｓ１１８において、Ｓ１０８で求めた正規化評価値が合焦近傍であることを示す所定値ＴＨ１以上であれば、ＡＦモードを合焦近傍モードにする（Ｓ１１９）。

Ｓ１２０では、正規化評価値に応じて駆動速度を決定する。すなわち評価値が小さい場合は合焦より遠いので早く合焦させるために、画像取り込み間の駆動速度を早く、評価値が大きい場合は合焦近傍であるので、精度良く合焦させるために駆動速度を遅くする。

設定された駆動速度にしたがってフォーカシングモータ９の駆動速度制御を行いステップ１０２に戻り合焦するまでこの動作を繰り返す（Ｓ１２１）。

次にステップ１１１からの分岐で今回の評価値が前回の評価値より減少した場合の処理を説明する。

Ｓ１２２において、評価値減少カウントが所定値ｎＭＩＮよりも小さければＳ１２３に分岐し、ｎＭＩＮ以上であればＳ１２４に分岐する（Ｓ１２２）。Ｓ１２３では、評価値減少カウントを１増加する（Ｓ１２３）。

Ｓ１２４において、評価値増加カウントが０より大きければＳ１２５に分岐し０以下であればＳ１２６に分岐する（Ｓ１２４）。

Ｓ１２５では、評価値増加カウントを１減少させる。

Ｓ１２６では、ＡＦモードがサーチモードの場合はＳ１２７に分岐し、ＡＦモードが合焦近傍モードの時はＳ１２９に分岐する（Ｓ１２６）。

Ｓ１２７では、評価値減少カウントが所定値ＴＨ３以上の場合はＳ１２８に分岐し、ＴＨ３より小さい場合はＳ１２０に分岐し、通常の駆動処理を繰り返す。

Ｓ１２８では、所定回数ＴＨ３以上評価値が減少した場合は、合焦方向から遠ざかっているのでフォーカシングの方向を反転するために、駆動中のモータを停止させて、駆動方向を逆方向に設定し、評価値減少カウントと評価値増加カウントを０にリセットする。

一方ステップＳ１２６からの分岐でＡＦモードが合焦近傍モードの場合は評価値減少カウントが所定値ＴＨ２以上の場合、すなわち所定回数評価値が減少すれば、ピントのピークを確実に通り越したことになるので、ステップ１３０に分岐し、所定値ＴＨ２以下の場合はＳ１２０に分岐し、通常の駆動処理を繰り返す（Ｓ１２９）。

Ｓ１３０では、合焦位置への駆動のために、現在のフォーカス位置とＳ１１３で記憶した評価値最大時のフォーカス位置の差をフォーカス駆動量として求める。

フォーカス駆動を停止し、駆動方向を反転してＳ１３０で求めたフォーカス駆動量でフォーカス駆動を行う（Ｓ１３１）。液晶モニタ８に合焦表示を出して、ＡＦ動作を終了する（Ｓ１３２）。

以上の動作を実行することにより、ディフォーカスが大きい状態からも、確実に被写体にピントを合わせることができる。

次に本実施形態の重要なポイントである、正規化ＡＦ評価値に重み付け処理を行った場合の効果を図８および図９にて示す。

図８は反射率が９０：２の高コントラストのエッジチャートを用いた場合であり、図９は反射率が９０：８０の低コントラストのエッジチャートを用いた場合のグラフである。

図８においてグラフ（Ａ）は図１２で説明した評価値を輝度差で割ったものと同一であり、（Ｂ）は図１２で説明した輝度差（Ｂ）と同一であり、図９においてグラフ（Ａ）は図１３で説明した評価値を輝度差で割ったものと同一であり、（Ｂ）は図１３で説明した輝度差（Ｂ）と同一である。

図８（Ａ）または図９（Ａ）で示す様に、ＡＦ評価値の正規化を行う際に、単純に最大輝度と最小輝度の輝度差（Ｂ）で割って正規化すると、２０ｍｍ以上という様な大ディフォーカスの大ボケ状態では、分母となるべき輝度差が極めて小さくなるために、逆にＡＦ評価値（Ａ）が大きくなってしまう。この際、輝度差（Ｂ）が減少するほどＡＦ評価値としての信頼性が低くなることに着目し、図７で示す様に輝度差に対する重み付け係数に従ってＡＦ評価値に重み付けを乗ずることにより図８よび図９に（Ｃ）で示す様に大ディーフォーカス時のＡＦ評価値の増大を抑制することができ、確実に合焦位置を見つけることが可能になる。

言い換えれば、図７に示すように、輝度差が小さい場合ほどＡＦ評価値に掛ける重み付け係数を小さくすることにより、輝度差が小さい場合（ディフォーカスが大きい場合）ほど正規化後の評価値が小さくなり、したがって大ボケ状態で誤って合焦と判定してしまうエラーを防止することができる。

すなわち、大きなサイズの撮像素子に望遠系レンズを装着した際に発生する大ディフォーカス状態でも誤った合焦判定をすることのない正確な自動焦点調節装置を実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第１の実施形態ではＡＦ領域の各ライン毎にＡＦ評価値の正規化と、輝度差に応じた重み付け処理を行ったが、第２の実施形態では、ＡＦ領域全体の最大輝度と最小輝度に基づいてＡＦ評価値の重み付けを行っている。これによりハードウェアの構成をより簡略化することができる。

以下図面を参照して本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。

図１０は、第２の実施形態における画像信号処理回路６の中のＡＦ評価値信号の生成部を示すブロック図である。図２と同一部分には同じ番号を付与しているので、図２と異なる箇所についてのみ説明する。

７２は加算器で、ＡＦ評価値の最大値ホールド回路６８で１ラインのＡＦ評価値処理が終わると、最大値ホールド回路６８にホールドされた１ライン中のＡＦ評価値の最大値は加算回路７２で加算される。そのため、ＡＦ領域全域の取り込みが終了すると、加算器７２には、各ラインの最大評価値の全加算値が保存される。

次に、図１１はマイコン１５にプログラムされたＡＦ制御動作のフローチャートである。

図１１は、図５で説明した第１の実施形態の動作フローのＳ１０７、Ｓ１０８との差を説明するものであり、他の部分は第１の実施形態と共通であるので、説明を省略する。

マイコン１５は、画像信号処理回路６からＡＦ領域の最大評価値加算値を取り込む。（Ｓ２０１）。次にＡＦ領域の最大輝度を取り込む（Ｓ２０２）。次にＡＦ領域の最小輝度を取り込む（Ｓ２０３）。

ＡＦ領域の最大評価値加算値をＡＦライン数で割り全ライン中のＡＦ評価値の平均値を出す。次にＳ２０２で取り込んだＡＦ領域内の最大輝度からＳ２０３で取り込んだＡＦ領域内の最小輝度を引くことにより輝度差を求め、ＡＦ評価値の平均値をこの輝度差で割る。これにより、ＡＦ評価値の正規化処理を行う（Ｓ２０４）。次にＳ２０４で求めたＡＦ領域内の輝度差に基づいて、図７に示す重み付けテーブルより重み付け補正量を求める（Ｓ２０５）。Ｓ２０４で求めた正規化ＡＦ評価値にＳ２０５で求めた重み付け補正量を乗じたものを今回の正規化評価値とする（Ｓ２０６）。

このように第２の実施形態では、図２で示したＡＦ評価値処理回路のＡＦメモリ７１を省略し、ＡＦ領域全域の最大輝度、最小輝度の差からＡＦ評価値の重み付け補正量を求める様にしたので、図１０に示した様に回路構成が簡略化されるとともに、第１の実施形態と同様に大ディーフォーカス時のＡＦ評価値の増大を抑制することができ、確実に合焦位置を見つけることが可能になる。

したがって大ボケ状態で誤って合焦と判定してしまうエラーを防止することができる。（他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明を電子カメラに適用したカメラシステムの全体構成を示すブロック図である。第１の実施形態における画像信号処理回路の中のＡＦ評価値信号の生成部を示すブロック図である。撮像素子のＡＦ領域を説明する図である。撮像素子のＡＦ領域の詳細を説明する図である。マイコンにプログラムされたＡＦ制御動作のフローチャートである。マイコンにプログラムされたＡＦ制御動作のフローチャートである。重み付け情報を示す図である。重み付け情報により正規化されたＡＦ評価値を示す図である。重み付け情報により正規化されたＡＦ評価値を示す図である。第２の実施形態における画像信号処理回路の中のＡＦ評価値信号の生成部を示すブロック図である。第２の実施形態におけるカメラの動作を示すフローチャートである。ディフォーカス量に対するＡＦ評価値情報を説明する図である。ディフォーカス量に対するＡＦ評価値情報を説明する図である。従来のディフォーカス量に対する正規化されたＡＦ評価値情報を説明する図である。従来のディフォーカス量に対する正規化されたＡＦ評価値情報を説明する図である。

符号の説明

１撮影レンズ
２絞り
３撮像素子
４アンプ
５Ａ／Ｄコンバータ
６画像信号処理回路
７ＬＣＤ駆動回路
８液晶モニタ
９，１１モータ
１５マイコン

Claims

撮影レンズにより結像された光学像から画像信号を生成する撮像手段と、
前記画像信号から抽出された高域成分に基づいて、合焦状態を評価する評価値を生成する評価値生成手段と、
前記画像信号から輝度差を検出する輝度差検出手段と、
前記評価値を前記輝度差で除算することにより正規化された第１の正規化評価値を算出する第１の演算手段と、
前記第１の正規化評価値を前記輝度差に応じて補正することにより第２の正規化評価値を算出する第２の演算手段と、
前記第２の正規化評価値に基づいて、前記撮影レンズの焦点制御を行なう制御手段と、
を具備することを特徴とする自動焦点調節装置。
前記第２の演算手段は、前記第１の正規化評価値に、前記輝度差に応じた重み付け係数を乗算することにより、前記第２の正規化評価値を算出することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
前記重み付け係数は、前記輝度差が小さくなるにつれて小さくなることを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
前記輝度差と前記重み付け係数の関係は、テーブルとして予め記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
撮影レンズにより結像された光学像から画像信号を生成する撮像工程と、
前記画像信号から抽出された高域成分に基づいて、合焦状態を評価する評価値を生成する評価値生成工程と、
前記画像信号から輝度差を検出する輝度差検出工程と、
前記評価値を前記輝度差で除算することにより正規化された第１の正規化評価値を算出する第１の演算工程と、
前記第１の正規化評価値を前記輝度差に応じて補正することにより第２の正規化評価値を算出する第２の演算工程と、
前記第２の正規化評価値に基づいて、前記撮影レンズの焦点調節を行なう焦点調節工程と、
を具備することを特徴とする自動焦点調節方法。
前記第２の演算工程では、前記第１の正規化評価値に、前記輝度差に応じた重み付け係数を乗算することにより、前記第２の正規化評価値を算出することを特徴とする請求項５に記載の自動焦点調節方法。
前記重み付け係数を、前記輝度差が小さくなるにつれて小さくすることを特徴とする請求項６に記載の自動焦点調節方法。
前記輝度差と前記重み付け係数の関係を、テーブルとして予め記憶しておくことを特徴とする請求項６に記載の自動焦点調節方法。
請求項５乃至９のいずれか１項に記載の自動焦点調節方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
請求項９に記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶したことを特徴とする記憶媒体。